• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제15권8호
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• pp.397-407
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• 2015

콘크리트는 내구적인 건설재료이지만 철근부식에 따라 내구성 문제가 발생하고 이는 구조적인 안전성 문제로 진전된다. 최근 들어 개발된 FRP hybrid bar는 기존의 FRP와 강재의 장점을 가진 것으로 본 연구에서는 이에 대한 촉진부식실험을 수행하여 휨내력저하를 평가하였다. 또한 촉진부식실험 전후에 초음파속도를 측정하여 부식에 따른 속도변화를 분석하였다. FRP hybrid bar를 매립한 RC 시편에서는 휨 내력저하가 발생하지 않았지만, 일반강재를 매립한 부재에서는 평균 11.5%의 휨 내력저하가 발생했으며, 3.3%의 초음파 속도 감소가 평가되었다. FRP hybrid bar의 내부식성은 매우 우수한 것으로 평가되었으나 실용화를 위해서는 장기침지에 따른 부착성검토가 필요하다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제10권2호
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• pp.149-161
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• 2016

This paper presents an experimental work to study the flexural strength of reinforced concrete (RC) beams strengthened by partially de-bonded near surface-mounted (NSM) fiber reinforced polymer (FRP) strip with various de-bonded length. Especially, considering high anchorage capacity at end of a FRP strip, the effect of de-bonded region at a central part was investigated. In order to check the improvement of strength or deformation capacity when the bonded surface area only increased without changing the FRP area, single and triple lines of FRP were planned. In addition, the flexural strength of the RC member strengthened by a partially de-bonded NSM FRP strip was evaluated by using the existing researchers' strength equation to predict the flexural strength after retrofit. From the study, it was found that where de-bonded region exists in the central part of a flexural member, the deformation capacity of the member is expected to be improved, because FRP strain is not to be concentrated on the center but to be extended uniformly in the de-bonded region. Where NSM FRP strips are distributed in triple lines, a relatively high strength can be exerted due to the increase of bond strength in the anchorage.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 춘계 학술발표회 제16권1호
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• pp.64-67
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• 2004

In recent years, the use of FRP composites to repair and strengthen existing reinforced concrete (RC) structures has been widely used. When the columns of existing RC structures are wrapped with FRP composites, the core concrete of such columns is confined not only by the FRP composites but also by the existing steel reinforcing ties (or spirals). Therefore, it is necessary to understand correctly the compressive response of concrete confined with both steel spirals and FRP composites in order to predict the behavior of such RC columns. This paper proposes a model to predict the compressive stress-strain curves of concrete confined with FRP and steel reinforcing ties.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.765-772
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• 2008

철근콘크리트 구조물은 일반적으로 재료적 특성에 따른 크리프 및 건조수축으로 인하여 장기변형이 발생하며, 이러한 변형으로 인한 구조물의 처짐을 허용 한계 이하로 유지시키는 것이 사용성 확보 측면에서 중요하다 할 수 있다. 노후된 RC보의 성능 개선을 위하여 다양항 보수 보강 방법이 사용되고 있으며 이중 대표적인 방법으로 FRP 외부부착 공법이 있다. 재료적인 성질이 우수한 FRP는 RC구조물의 보강 재료로써 현재 널리 사용되고 있으며, 일시적인 하중 뿐만 아니라 지속 하중 하에서도 향상된 보강 성능을 제공해야 한다. 따라서 FRP가 외부 부착된 RC 부재에 지속 하중이 작용할 때 콘크리트의 크리프 및 건조수축의 영향으로 인한 시간 의존적 장기 거동을 정확히 예측하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 FRP가 외부 부착된 RC보의 장기 처짐 예측을 위해서, CFRP와 GFRP로 보강된 실험체를 제작하고, 25 kN의 지속하중을 470일간 가하여 시간 변화에 따른 처짐을 측정하였다. 또한, 이러한 처짐의 예측을 위하여 ACI-209 code 및 CEB-FIP code에 근거하여 크리프계수와 건조수축변형률을 산정하였으며, EMM과 AEMM을 사용한 ACI-318기준, Branson's method 그리고, Mayer's method를 사용하여 FRP가 외부 부착된 RC보의 장기 처짐을 예측하였다. 실험 결과, CFRP보 보강된 실험체가 가장 높은 장기 사용성을 보였으며, Mayer's method가 장기처짐에 대한 실험값을 가장 근사하게 예측한다는 것을 확인할 수 있었다.

• Coupled systems mechanics
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• 제10권2호
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• pp.161-184
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• 2021

Strengthening of reinforced concrete beams with externally bonded fiber reinforced polymer plates/sheets technique has become widespread in the last two decades. Although a great deal of research has been conducted on simply supported RC beams, a few studies have been carried out on continuous beams strengthened with FRP composites. This paper presents a simple uniaxial nonlinear analytical model that is able to accurately estimate the load carrying capacity and the behaviour of damaged RC continuous beams flexural strengthened with externally bonded prestressed composite plates on both of the upper and lower fibers, taking into account the thermal load. The model is based on equilibrium and deformations compatibility requirements in and all parts of the strengthened beam, i.e., the damaged concrete beam, the FRP plate and the adhesive layer. The flexural analysis results and analytical predictions for the prestressed composite strengthened damaged RC continuous beams were compared and showed very good agreement in terms of the debonding load, yield load, and ultimate load. The use of composite materials increased the ultimate load capacity compared with the non strengthened beams. The major objective of the current model is to help engineers' model FRP strengthened RC continuous beams in a simple manner. Finally, this research is helpful for the understanding on mechanical behaviour of the interface and design of the FRP-damaged RC hybrid structures.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.173-176
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• 2008

본 연구는 다방향 채널형 FRP판으로 보강된 철근콘크리트 보의 전단거동 특성을 규명함에 그 목적이 있다. 본 연구의 목적을 달성하기 위해 실험변수로는 전단 스팬비(a/d), 보강재 종류, 보강 방향, 보강 방법 등을 고려하여 실험을 수행하였다. 보강방법은 전단성능이 취약한 철근콘크리트 보 측면에 홈을 형성하고 에폭시를 충전한 이후 다방향 채널형 FRP판을 삽입하여 부착시켰다. 실험결과 다방향 채널형 FRP판으로 보강된 철근콘크리트 보의 대부분은 보강되지 않은 보에 비해 최대 전단강도가 최대 42%까지 증진 되었다. 또한 다방향 채널형 FRP판은 전단균열의 발생 및 진전을 억제하며, 휨파괴를 유도하는 연성구간의 증진 효과가 매우 좋은 것으로 나타났다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제2권2호
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• pp.1-6
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• 2011

본 연구는 하이브리드 FRP로 보강된 철근 콘크리트 보의 구조거동 예측을 목표로 구조해석을 수행하여 기존에 발표된 실험 연구 데이터와 비교하였다. 보다 정확한 구조해석을 위하여 현존하는 다양한 부착강도 모델을 검토한 후, 이 중 콘크리트 피복분리를 예측하는 Teng and Yao model과 FRP 탈락 현상을 예측할 수 있는 Smith and Teng model을 유한요소 해석 모델에 포함시켰다. 비선형 재료 및 형상 역시 구조해석 모델에 포함되었으며 이렇게 해석된 결과는 실험결과와 비교하여 유사한 경향을 나타냈다. 그러나 다양한 하이브리드 FRP로 보강한 철근 콘크리트 보의 파괴모드를 보다 정확하게 예측하기 위하여 현존하는 수치식의 수정 및 도입이 필요하다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 추계 학술발표회 제16권2호
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• pp.401-404
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• 2004

In recent years, the use of fiber reinforced polymer (FRP) composites to repair or strengthen existing reinforced concrete (RC) structures is increasing In order to evaluate the shear strengths of RC structures strengthened by FRP composites, it is needed to understand the shear failure modes of these structures. This paper presents a rational equation to distinguish the shear fail modes of RC structures strengthened by FRP composites using the compatibility aided truss models.

• Computers and Concrete
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• 제20권2호
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• pp.215-227
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• 2017

A finite element model (FEM) for predicting early-age behavior of reinforced concrete (RC) bridge deck slabs with fiber-reinforced polymer (FRP) bars is presented. In this model, the shrinkage profile of concrete accounted for the effect of surrounding conditions including air flow. The results of the model were verified against the experimental test results, published by the authors. The model was verified for cracking pattern, crack width and spacing, and reinforcement strains in the vicinity of the crack using different types and ratios of longitudinal reinforcement. The FEM was able to predict the experimental results within 6 to 10% error. The verified model was utilized to conduct a parametric study investigating the effect of four key parameters including reinforcement spacing, concrete cover, FRP bar type, and concrete compressive strength on the behavior of FRP-RC bridge deck slabs subjected to restrained shrinkage at early-age. It is concluded that a reinforcement ratio of 0.45% carbon FRP (CFRP) can control the early-age crack width and reinforcement strain in CFRP-RC members subjected to restrained shrinkage. Also, the results indicate that changing the bond-slippage characteristics (sand-coated and ribbed bars) or concrete cover had an insignificant effect on the early-age crack behavior of FRP-RC bridge deck slabs subjected to shrinkage. However, reducing bar spacing and concrete strength resulted in a decrease in crack width and reinforcement strain.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제3권2호
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• pp.11-18
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• 2012

This study proposes flexural failure design criteria of continuous slabs enhanced by a hybrid system of fiber reinforced polymer (FRP) and ultra high performance concrete (UHPC). The proposed hybrid retrofit system is designed to be placed at the top surface of the slabs for flexural strengthening of the sections in both positive and negative moment zones. The enhancing mechanisms of the proposed system for both positive and negative moment regions are presented. The neutral axis of the enhanced sections in positive moment zone at flexural failure is enforced to be in UHPC overlay for preventing the compression in FRP. From this condition, a relationship between design parameters of FRP and UHPC is established. Although the capacity of the proposed retrofit system to enhance flexural strength and ductility is confirmed through experiments of one-way RC slabs having two continuous spans, the retrofitted slabs failed in shear. To prevent this shear failure, a design criteria of flexural failure is proposed.